一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法技术方案

本发明专利技术属于通信技术领域，公开了一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法，具体包括步骤1、在毫米波通信系统中，攻击者试图发起被动攻击和主动攻击；步骤2、互耦矩阵建模生成硬件指纹，进行信道特征建模，并优化天线阵列引导向量，步骤3、合法基站使用优化的天线阵列引导向量，用户设备使用接收波束进行匹配滤波，并计算信噪比，提高通信的性能和吞吐量；步骤4、构建适用于毫米波波束对准阶段的新型物理层安全框架CovertAuth，该安全框架包括隐蔽传输阶段和身份认证阶段，隐藏传输阶段针对被动攻击实现隐蔽传输，确保数据传输的隐私性与安全性，身份认证阶段针对主动攻击进一步提升身份认证的准确性和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信，具体的说是涉及一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法。

技术介绍

1、毫米波(mmwave)通信通过高度定向的波束形成技术，利用丰富的频谱资源和庞大的天线阵列，提供超高的数据传输速率和极低的延迟。然而，现有技术在波束对准阶段仍然存在以下问题：首先，全向或准全向扫描通常用于波束对准阶段以寻找最佳传输路径，但这种方式会无意中增加对潜在对手的信号暴露风险，导致系统容易受到身份冒充攻击。对手可通过发送模仿合法信号的欺骗性对准信号，误导基站将波束对准恶意源，进而破坏通信的可靠性。其次，波束训练序列的广播特性使得对手可以轻松捕获和分析训练信号，由此推断波束方向和信号帧结构。一旦对手掌握了波束方向，可能会进一步监控通信过程或定位合法发射机的位置，严重威胁通信的隐私性和安全性。

2、虽然已有研究尝试通过物理层安全(pls)方法解决这些问题，但仍存在以下不足：1、欺骗攻击检测：现有方法在面对复杂攻击场景或信道条件变化时，其适用性和泛化能力较弱。2.非法设备检测：利用波束模式特征及深度学习方法虽然实现了较高的检测准确率，但在低信噪比条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法，毫米波通信系统包括配备N个天线的合法基站Alice、配备Nr个天线的用户设备Bob和配备Nt个天线的攻击者Eve，采用具有半波长天线间距的均匀线性阵列(ULA)，合法基站Alice最初使用不同的发射天线方向图发射参考信号，用户设备Bob用各种接收波束扫描波束码本，将波束对的选择报告给合法基站Alice，在合法基站Alice和用户设备Bob之间建立下行链路，其特征在于：隐蔽通信认证一体化方法具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法，其特征在于：在步骤1中，所述被动攻击是指攻击者...

【技术特征摘要】

1.一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法，毫米波通信系统包括配备n个天线的合法基站alice、配备nr个天线的用户设备bob和配备nt个天线的攻击者eve，采用具有半波长天线间距的均匀线性阵列(ula)，合法基站alice最初使用不同的发射天线方向图发射参考信号，用户设备bob用各种接收波束扫描波束码本，将波束对的选择报告给合法基站alice，在合法基站alice和用户设备bob之间建立下行链路，其特征在于：隐蔽通信认证一体化方法具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法，其特征在于：在步骤1中，所述被动攻击是指攻击者eve通过监听基站alice发射的参考信号，试图在毫米波通信链路场景的通信过程中获取信息，所述主动攻击是指攻击者eve伪装成合法设备，伪造硬件标识，从而绕过身份认证机制。

3.根据权利要求1所述的一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法，其特征在于：在步骤2中，对天线阵列中的互耦效应进行建模，提取硬件指纹即互耦系数向量，具体包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种面向毫米波通信系统的隐蔽通信认证一体化方法，其特征在于：在所述步骤2中，通过互耦矩阵建模生成硬件指纹，为波束选择提供了精确的天线阵列引导向量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张品昌，滕育林，韩科爽，程保润，阿依努尔·努尔太，肖甫，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：